工業(yè)相機鏡頭地全參數(shù)及選型

1、-. z.工業(yè)相機鏡頭的參數(shù)與選型一、鏡頭主要參數(shù)1.焦距Focal Length焦距是從鏡頭的中心點到膠平面上所形成的清晰影像之間的距離。焦距的大小決定著視角的大小，焦距數(shù)值小，視角大，所觀察的*圍也大；焦距數(shù)值大，視角小，觀察*圍小。根據(jù)焦距能否調(diào)節(jié)，可分為定焦鏡頭和變焦鏡頭兩大類。2.光圈(Iris)用F表示，以鏡頭焦距f和通光孔徑D的比值來衡量。每個鏡頭上都標有最大F值，例如8mm/F1.4代表最大孔徑為5.7毫米。F值越小，光圈越大，F(xiàn)值越大，光圈越小。3.對應(yīng)最大CCD尺寸(Sensor Size)鏡頭成像直徑可覆蓋的最大CCD芯片尺寸。主要有：1/2、2/3、1和1以上。4.接口

2、(Mount)鏡頭與相機的連接方式。常用的包括C、CS、F、V、T2、Leica、M42*1、M75*0.75等。5.景深(Depth of Field,DOF)景深是指在被攝物體聚焦清楚后，在物體前后一定距離內(nèi)，其影像仍然清晰的*圍。景深隨鏡頭的光圈值、焦距、拍攝距離而變化。光圈越大，景深越??；光圈越小、景深越大。焦距越長，景深越??；焦距越短，景深越大。距離拍攝體越近時，景深越?。痪嚯x拍攝體越遠時，景深越大。6.分辨率(Resolution)分辨率代表鏡頭記錄物體細節(jié)的能力，以每毫米里面能夠分辨黑白對線的數(shù)量為計量單位：線對/毫米lp/mm。分辨率越高的鏡頭成像越清晰。7、工作距離(Work

3、ing distance,WD)鏡頭第一個工作面到被測物體的距離。8、視野*圍(Field of View,FOV) 相機實際拍到區(qū)域的尺寸。9、光學(xué)放大倍數(shù)(Magnification,) CCD/FOV，即芯片尺寸除以視野*圍。10、數(shù)值孔徑(Numerical Aperture,NA) 數(shù)值孔徑等于由物體與物鏡間媒質(zhì)的折射率n與物鏡孔徑角的一半a2的正弦值的乘積，計算公式為N.A=n*sin a/2。數(shù)值孔徑與其它光學(xué)參數(shù)有著密切的關(guān)系，它與分辨率成正比，與放大率成正比。也就是說數(shù)值孔徑，直接決定了鏡頭分辨率，數(shù)值孔徑越大，分辨率越高，否則反之。11、后背焦(Flange distanc

4、e) 準確來說，后倍焦是相機的一個參數(shù)，指相機接口平面到芯片的距離。但在線掃描鏡頭或者大面陣相機的鏡頭選型時，后倍焦是一個非常重要的參數(shù)，因為它直接影響鏡頭的配置。不同廠家的相機，哪怕接口一樣也可能有不同的后倍焦。二、鏡頭選型1.選擇鏡頭接口和最大CCD尺寸鏡頭接口只要可跟相機接口匹配安裝或可通過外加轉(zhuǎn)換口匹配安裝就可以了；鏡頭可支持的最大CCD尺寸應(yīng)大于等于選配相機CCD芯片尺寸。2.選擇鏡頭焦距如下圖，在相機CCD尺寸、工作距離WD和視野FOV的情況下，可以計算出所需鏡頭的焦距f。3.選擇鏡頭光圈鏡頭的光圈大小決定圖像的亮度，在拍攝高速運動物體、曝光時間很短的應(yīng)用中，應(yīng)該選用大光圈鏡頭，以

5、提高圖像亮度。4.選擇遠心鏡頭遠心鏡頭是為糾正傳統(tǒng)鏡頭的視差而特殊設(shè)計的鏡頭，它可以在一定的物距*圍內(nèi)，使得到的圖像放大倍率不會隨物距的變化而變化。遠心鏡頭與傳統(tǒng)鏡頭比照，如圖：遠心鏡頭又分為物方遠心和雙側(cè)遠心兩種，如圖：機器視覺的鏡頭選擇創(chuàng)造不同機器視覺為工業(yè)控制系統(tǒng)增加了新的維度，它可以提供裝配線上零件的尺寸、位置和方向。而適宜的鏡頭選擇對于機器視覺能否發(fā)揮應(yīng)有的作用是非常重要的。機器視覺在控制工業(yè)流程當中的作用越來越重要了，尤其是在機器人引導(dǎo)、目標識別和質(zhì)量保證等領(lǐng)域。當前優(yōu)秀的視覺系統(tǒng)已經(jīng)超出了那些根本功能例如區(qū)分零件和確定方向的*疇，還可以提供后續(xù)功能的信息，比方將物體從一個位置移至

6、另一個。對于裝配線和大量檢測操作中使用的機器人系統(tǒng)，比方汽車生產(chǎn)和檢測線，傳送帶通常是參考。這里，機器人執(zhí)行兩項任務(wù)：識別和傳送。在絕大多數(shù)機器視覺應(yīng)用里，光學(xué)控制都是非常重要的。機器人視覺系統(tǒng)同樣要求極高的可重復(fù)性，因此減少抖動提供清晰圖像是必要的。在類似藥品工廠這樣的大規(guī)模單位檢測線上，視覺系統(tǒng)必須能夠辨識缺陷包、不可讀標簽和產(chǎn)品缺失。視覺系統(tǒng)必須能夠以極高的準確度快速識別和測量方形、圓形和橢圓形物體。提高機器視覺系統(tǒng)的準確度，可以幫助保持統(tǒng)一的包裝外表和顏色。對于食品檢測系統(tǒng)，產(chǎn)品的尺寸、顏色、密度和形狀都需要依靠多元檢測才確定。多元機器視覺系統(tǒng)既可以是彩色相機也可以是黑白相機，通常使用

7、構(gòu)造照明方法建立產(chǎn)品外表和內(nèi)在構(gòu)造。盡管照相機、分析軟件和照明對于機器視覺系統(tǒng)都是十分重要的，可能最關(guān)鍵的元件還是成像鏡頭。系統(tǒng)假設(shè)想完全發(fā)揮其功能，鏡頭必須要能夠滿足要求才行。當為控制系統(tǒng)選擇鏡頭的時候，機器視覺集成商應(yīng)該考慮四個主要因素：可以檢測物體類別和特性；景深或者焦距；加載和檢測距離；運行環(huán)境。分析這四個因素，可以針對具體應(yīng)用確定適宜的鏡頭選擇。主要放大率是指傳感器上圖像尺寸對于實際物體大小的比例。物體特性在為機器視覺系統(tǒng)選擇鏡頭之前，系統(tǒng)集成商必須確定物體和分析環(huán)境。這個可視區(qū)域叫做無遮擋視場FOV，它可以使用豎直和水平兩個角度進展測量。通常，豎直方向和水平方向尺寸的比例是4：3，

8、這個比例取決于照相機傳感器工作區(qū)域的尺寸。傳感器的大小對于確定無遮擋視場所需要的主要放大率PMAG是非常重要的。PMAG是由傳感器尺寸與FOV相比得到，是鏡頭的工作成效。當確定鏡頭是否適宜的時候，這一點需要考慮。鏡頭放大率對于不同尺寸芯片照相機匹配鏡頭相當重要，然而，不要把鏡頭放大率和顯微鏡放大率搞混了，后者是由光管長度和實際物鏡焦距決定的。而鏡頭放大率主要考慮的是照相機傳感器的尺寸。系統(tǒng)放大率SMAG是監(jiān)視器尺寸與傳感器尺寸的比例與PMAG的乘積結(jié)果。它是從物體到監(jiān)視器圖像的總體放大率，也就是整個系統(tǒng)的工作結(jié)果?？紤]物體的屏幕尺寸時，系統(tǒng)放大率是有用的。物體的特性也很重要。鏡頭對于物體特征的

9、解析能力依賴于特征的比照是否強烈。確定系統(tǒng)解析度、或者物體最小更解析特征的方法，可以使用諸如倫奇刻線法這樣的解像力方法。這些刻線法以線耦等寬度的一條黑線和一條白線來決定特征。其他的解像力方法還可以用圓圈和點狀網(wǎng)格。鏡頭在指定光線條件下辨識特定寬度的線耦或者點距的能力，決定了它的解析度。解析度通常被模塊轉(zhuǎn)換功能MTF以圖像的方式顯示出來。圖形顯示了指定線耦頻率下可行的相對比照度。扭曲、色差和其他波前畸變都會影響曲線的斜率，使曲線偏離理想狀態(tài)或者衍射極限的光學(xué)表現(xiàn)。鏡頭方案有時候會以每毫米線耦數(shù)量lp/mm為單位列出物體解析度，再將這個值除以1000就可以預(yù)測出鏡頭每微米的物體解析度。在進展外表剖

10、析的時候，通常不只使用一臺照相機和鏡頭，而了解鏡頭的內(nèi)在偏差aberration量也是有價值的。偏差是指鏡頭里的光學(xué)誤差，可以引起同一*圖片里不同點的圖像質(zhì)量差異。剖析通常包括激光線和其他圖像里的光線，這樣可以確保測量的準確性。一些軟件程序可以消除諸如鏡頭引起的扭曲之類的誤差，所以在最終圖像里只有剖析數(shù)據(jù)是明顯的。大型格式和區(qū)域掃描照相機鏡頭是控制應(yīng)用優(yōu)秀的解決方案，因為它具有高解析度、低扭曲和有限色差。大*圍FOV和兼容性，以及大型格式傳感器，使這些鏡頭在Web、LCD、食品和飲料行業(yè)的應(yīng)用具有很高的價值。鏡頭是機器視覺系統(tǒng)性能的主要決定因素。距離約束自動化機器視覺系統(tǒng)和裝配線所需的空間差異

11、很大，可以只有幾米，也可能需要一整座廠房。所謂的工作距離，是指當圖像在焦距*圍內(nèi)的時候，物體和照相機鏡頭前端的距離。它限制了視覺系統(tǒng)以及和視覺系統(tǒng)一起工作的設(shè)備所需要的空間。有一些應(yīng)用，比方通過真空爐端口觀察，工作距離非常靈活，近焦鏡頭和長工作距離視頻顯微鏡頭都可以使用。其他的應(yīng)用，比方強電微觀檢測，工作距離就只有幾個英寸。在極限*圍內(nèi)，通過鏡頭重新對焦，可以改變工作距離。無限共軛鏡頭的對焦距離可以從最小工作距離一直到無限遠，有限共軛鏡頭則有一個特定工作距離*圍。存放和加載限制，包括用于艱辛環(huán)境的保護外殼，必須具有足夠的柔性，可以根據(jù)工作距離進展調(diào)整。比方在很多安裝場合，感興趣的產(chǎn)品區(qū)域和產(chǎn)品

12、線可能在檢測過程中發(fā)生變化，這就要求視覺系統(tǒng)和視覺元件可以根據(jù)假設(shè)干種傳感條件進展調(diào)整。很多照相機鏡頭需要平穩(wěn)加載，但是當物體空間物體和鏡頭之間的距離受到限制，改變像空間image space，鏡頭與圖像之間的距離，就可以改變工作距離。像空間可以使用兩種方式進展改變：通過縮放功能或者隔離?？s放鏡頭可以調(diào)整照相機系統(tǒng)的視場，而不需要改變工作距離。一些縮放系統(tǒng)的元件可以定制組成特殊型號的系統(tǒng)。度量衡和顯微應(yīng)用需要以微米為單位進展放大，這些鏡頭系統(tǒng)可以同顯微鏡下的物體對應(yīng)?？s放鏡頭保持著高解析度，但是本錢高昂。另外一種方案，鏡頭隔離器十分經(jīng)濟，并且可以縮短工作距離、減小鏡頭的可視*圍。然而不幸的是，

13、這會帶來扭曲同時降低解析度。因此，除非空間調(diào)整是在5mm之內(nèi)或者鏡頭的設(shè)計就帶有隔離器，否則隔離器不是一個推薦的方案。根本的鏡頭設(shè)計因素可以確定圖像特性景深光學(xué)系統(tǒng)的性能取決于允許的圖像模糊程度，模糊可能源于物體平面或者圖像平面的位置漂移。景深是指由探測器移動引起的可以承受的模糊*圍，它依賴于工作F數(shù)F/#，可以用來衡量鏡頭的聚光能力。F/#在鏡頭孔徑減小時增加。減小鏡頭孔徑，就意味著增加F/#，也就是增加系統(tǒng)景深，但是卻減少了傳感器的進光量，所以要提高照明等級進展補償。列出景深的鏡頭方案也應(yīng)該給出相應(yīng)的F/#值，如果這個值可以測量的話。景深效果DOF是指由于物體移動導(dǎo)致的模糊。DOF是完全在

14、焦距*圍內(nèi)最大的物體深度，它也是保持理想對焦狀態(tài)下物體允許的移動量從最正確焦距前后移動。當物體的放置位置比工作距離近或者遠的時候，它就位于焦外了，這樣解析度和比照度都會受到不好的影響。出于這個原因，DOF同指定的解析度和比照度相配合。當景深一定的情況下，DOF可以通過縮小鏡頭孔徑也就是增加F/#值來變大，同時也需要光線增強。鏡頭的DOF*圍取決于有效焦距、可承受的模糊直徑。有一些鏡頭被設(shè)計成超焦或者可超焦的，這就意味著焦內(nèi)的遠點可以拓展到無限遠。這種技術(shù)通常應(yīng)用在定焦鏡頭上，景深效果很深，但是卻可以通過虹膜的幫助進展調(diào)整。不要把遠心鏡頭和大景深鏡頭弄混了。遠心鏡頭可以使機器視覺系統(tǒng)控制放大率、

15、消除潛在誤差，所以同尺寸的物體在照片上高度都是一致的，無論它距離照相機有多遠。這種鏡頭一個實際應(yīng)用的例子是分析計算機電路板。遠心鏡頭通常有一個工作距離*圍，在每一個工作距離點形成有限的景深。集成商在為一個工程選擇遠心鏡頭的時候，既需要考慮工作距離*圍，還需要考慮景深效果。在很多情況下，比方說管道檢測，可以使用變焦鏡頭獲得較大的景深。變焦鏡頭和縮放鏡頭很類似，應(yīng)用在需要經(jīng)常變換焦距的場合。這些鏡頭經(jīng)常是馬達驅(qū)動的，可以保證在對焦平面上平滑移動。使用這樣的鏡頭，整個管道、每一個環(huán)節(jié)都可以掃描到，通過調(diào)整焦距來發(fā)現(xiàn)每個缺陷。然而，同縮放鏡頭不通，變焦鏡頭的工作距離也可以變化，可以根據(jù)需要進展重新定位

16、。USAF目標法展示了不同的寬度的倫奇刻線，可以衡量鏡頭的性能。獨立平臺可以減少振動環(huán)境的重要性機器視覺系統(tǒng)的環(huán)境因素包括物體反射系數(shù)、光線、溫度、振動和污染物。物體的反射會導(dǎo)致高光，還可能使特征模糊。鏡頭外殼和遮光罩中的障板可以降低光散引起的高光現(xiàn)象。障板為不透明的圓片，為鏡頭的中心孔徑特別設(shè)計，可以限制到達傳感器的光線。極化或者散射光源同樣也可以防止物體反射出現(xiàn)的熱點。光，尤其是單色光，可以使物體的比照度提高，使鏡頭圖像的質(zhì)量最大化。在使用黑白照相機的時候，比照度是非常重要的，可以通過加減過程產(chǎn)生。在加法過程中，單色光源和照相機鏡頭濾鏡同分析物體所在的媒介顏色相匹配，物體周圍的區(qū)域可以反射

17、并且傳輸光線，所以顯得比物體更加明亮。這項技術(shù)在凝膠和彩色液體用作背光式觸摸屏或者微粒檢測的應(yīng)用很有價值。相反，在減法系統(tǒng)中，濾鏡屏蔽了物體周邊的反射光，這使得物體看起來比周邊明亮。像藥丸檢測這樣的應(yīng)用，物體的顏色可能是它僅有的特征，這時候就要使用濾鏡。高溫環(huán)境下，可能因為鏡頭里光學(xué)元件的熱膨脹出現(xiàn)問題。并不是所有的鏡頭都可以適應(yīng)溫度變化，在檢測熱物體時，最好使用工作距離比擬長的鏡頭。另外一個要考慮的因素是振動。通常需要將鏡頭裝載到和照相機隔離的平臺和桌面上，來減少振動。重型的照相機鏡頭總是帶有卡具，如果鏡頭不能直接裝在案板或者類似的隔離桌面上，則就把裝載鏡頭的物體放在獨立平臺上吧。固定在獨立

18、平臺上的機械手就經(jīng)常用來裝載照相機和鏡頭。工業(yè)換件下的污染物會腐蝕鏡頭外表。極端環(huán)境光學(xué)HEO產(chǎn)品進展了專門設(shè)計，即便是長期暴露在嚴酷環(huán)境下，也可以提供高質(zhì)量的圖像。因為它的光學(xué)元件是嚴格密封的，HEO產(chǎn)品可以在水下使用，能夠抗腐蝕、防塵，并且不受機械影響。照相機鏡頭對于機器視覺系統(tǒng)有著深遠的影響。為了實際應(yīng)用選擇適宜的鏡頭，機器視覺集成商必須對物體的尺寸、特征和反射率都要進展分析。他/她還必須要估計工作距離*圍以及物體厚度所需要的景深。當改變物體和圖像間隔的時候，集成商可以使用更加靈活的系統(tǒng)，也可以降低性能。所有的環(huán)境都是在不斷變化的，還要符合一定的要求，所以選擇一款適宜的鏡頭非常重要。CC

19、D工業(yè)相機類型大觀CCD 是60年代末期由貝爾試驗室創(chuàng)造。開場作為一種新型的PC存儲電路，很快 CCD具有許多其他潛在的應(yīng)用，包括信號和圖像硅的光敏性處理。 CCD 是在薄的硅晶片上處理一系列不同的功能，在每一個硅晶片上分布幾個一樣的IC等可產(chǎn)生功能的元件，被選擇的IC從硅晶片上切下包裝在載體里用在系統(tǒng)上?？偨Y(jié)下來，CCD 主要有以下幾種類型：一、面陣CCD：允許拍攝者在任何快門速度下一次曝光拍攝移動物體。二、線陣CCD：用一排像素掃描過圖片，做三次曝光分別對應(yīng)于紅、綠、藍三色濾鏡，正如名稱所表示的，線性傳感器是捕捉一維圖像。初期應(yīng)用于廣告界拍攝靜態(tài)圖像，線性陣列，處理高分辨率的圖像時，受局限

20、于非移動的連續(xù)光照的物體。三、三線傳感器CCD：在三線傳感器中，三排并行的像素分別覆蓋 RGB濾鏡，當捕捉彩色圖片時，完整的彩色圖片由多排的像素來組合成。三線CCD傳感器多用于高端數(shù)碼相機，以產(chǎn)生高的分辨率和光譜色階。四、交織傳輸CCD：這種傳感器利用單獨的陣列攝取圖像和電量轉(zhuǎn)化，允許在拍攝下一圖像時在讀取當前圖像。交織傳輸CCD通常用于低端數(shù)碼相機、攝像機和拍攝動畫的播送拍攝機。五、全幅面CCD：此種CCD 具有更多電量處理能力，更好動態(tài)*圍，低噪音和傳輸光學(xué)分辨率，全幅面CCD 允許即時拍攝全彩圖片。全幅面 CCD由并行浮點存放器、串行浮點存放器和信號輸出放大器組成。全幅面CCD 曝光是由

21、機械快門或閘門控制去保存圖像，并行存放器用于測光和讀取測光值。圖像投攝到作投影幕的并行陣列上。此元件接收圖像信息并把它分成離散的由數(shù)目決定量化的元素。這些信息流就會由并行存放器流向串行存放器。此過程反復(fù)執(zhí)行，直到所有的信息傳輸完畢。接著，系統(tǒng)進展準確的圖像重組。數(shù)碼相機曝光的整個流程： 1機械快門翻開，CCD曝光 2在CCD內(nèi)部光信號轉(zhuǎn)為電信號 3快門關(guān)閉，阻塞光線。 4電量傳送到CCD輸出口轉(zhuǎn)化為信號。 5信號被數(shù)字化，數(shù)字資料輸入內(nèi)存。 6圖像資料被進展處理，顯示在LCD或電腦上。面陣數(shù)碼相機如何解決彩色圖像的曝光？ 1三塊CCD同時曝光的方法第一種方法是采取了三塊CCD 芯片同時曝光的方

22、法，它可以在一次曝光拍攝的同時，捕捉到所有的彩色信息。當光線通過鏡頭射向CCD 外表的時候，由一個特制的棱鏡式分光鏡，將影像的成像光速成分射到三個不同的CCD平面。每一個CCD只記錄紅綠藍色光中一種色光的彩色信息，并且只再現(xiàn)一種色彩，然后通過軟件的對準處理，合成為一幅完整的全彩色畫面。由于人類的眼睛對于光譜綠色波段的光色最為敏感，有些數(shù)碼相機在安排濾色片的時候使用兩排綠濾色片來記錄綠光信息，而使用第三排紅色和藍色的馬賽克濾色片來分別記錄紅光和藍光的信息。由于紅色和藍色信息存在間隙，這里需要由計算機采取的插值計算方法來增加附加它的彩色信息。 2、單一芯片三次曝光的拍攝方式面陣排列數(shù)碼相機捕捉彩色

23、信息的第二種方法是單一芯片三次曝光的拍攝方式。采取這樣的方法時，數(shù)碼相機鏡頭的前方需要安裝一個濾色片轉(zhuǎn)輪，拍照時必須通過轉(zhuǎn)輪中的紅綠藍三塊濾色片，分別做三次單獨的曝光，分別記錄下紅綠藍光的彩色信息。最后照相機的軟件將三次曝光的影像信息結(jié)合在一起，構(gòu)成為全彩色的影像。使用這樣的方法時，由于是用三次曝光來記錄彩色信息，顯然，攝影者使用這樣一臺面陣的數(shù)碼相機，就只能局限于拍攝靜態(tài)物體。此外，由于三次拍攝條件可能出現(xiàn)的差異，很可能產(chǎn)生數(shù)碼相機的軟件不能適當重新組合影像的問題。特別是曝光過程中，光源發(fā)生的波動也都會改變影像的彩色平衡。三次曝光的數(shù)碼相機可以用來拍攝動態(tài)的單色影像包括黑白照片，這是因為在濾

24、色片轉(zhuǎn)輪上，除了三塊紅綠藍濾色之外，還有一塊透明的濾色片，它是用來黑白影像做單次曝光拍攝時使用的。由于只需要一次曝光，因而它可以拍攝動態(tài)物體。 3、單芯片一次曝光的拍攝方式第三種方式是單芯片一次曝光的拍攝方式。在這一方式中，每一單個的像素都以兩種方式覆蓋著不同的紅，綠，藍色濾色片，一種是條紋覆蓋法，另一種是馬賽馬克圖案交織覆蓋法。有些芯片上的綠濾色片多于紅色和藍色濾色片，這是因為需要去適應(yīng)人眼視覺在可見光譜中對綠色更為敏感的特點。這樣，較多地使用綠色濾色片可以改善影像的分辨率。每一個感光的像素只能捕獲一種彩色，它需要從相鄰的像素那里獲得更多的彩色信息，這是采取插值的計算方法實現(xiàn)的。如果不正確的

25、彩色信息被賦值于像素之中，則插值的效果也會出現(xiàn)問題，這通常在高反差影像的邊緣局部表現(xiàn)得最為明顯，比方黑色的文字，常常會出現(xiàn)彩色的鑲邊。 CCD在圖像運作的三大角色： 1曝光，通過離散的像素將光信號變?yōu)殡娦盘枴．斎肷涔庖怨庾拥男问铰湓谙袼仃嚵猩蠒r，就獲得一個圖像。每一個光子相對應(yīng)的能量被硅吸收就發(fā)生反響產(chǎn)生一個電子-孔電量組，每一個像素所能收集到的電子數(shù)，線性地取決于光亮的程度和曝光的時間，非線性的取決于波長。 2電量轉(zhuǎn)移，在CCD內(nèi)部進展電量轉(zhuǎn)移。一旦電量被集中并保持在像素的構(gòu)造中，就一定會使在物理上與像素別離的偵測放大器得到電量，當一個像素的電量移動時，同時相對應(yīng)的像素的電量都會移動。電量對

26、電壓的轉(zhuǎn)換并輸出放大。CCD工業(yè)相機類型大觀CCD 是60年代末期由貝爾試驗室創(chuàng)造。開場作為一種新型的PC存儲電路，很快 CCD具有許多其他潛在的應(yīng)用，包括信號和圖像硅的光敏性處理。 CCD 是在薄的硅晶片上處理一系列不同的功能，在每一個硅晶片上分布幾個一樣的IC等可產(chǎn)生功能的元件，被選擇的IC從硅晶片上切下包裝在載體里用在系統(tǒng)上?？偨Y(jié)下來，CCD 主要有以下幾種類型：一、面陣CCD：允許拍攝者在任何快門速度下一次曝光拍攝移動物體。二、線陣CCD：用一排像素掃描過圖片，做三次曝光分別對應(yīng)于紅、綠、藍三色濾鏡，正如名稱所表示的，線性傳感器是捕捉一維圖像。初期應(yīng)用于廣告界拍攝靜態(tài)圖像，線性陣列，處

27、理高分辨率的圖像時，受局限于非移動的連續(xù)光照的物體。三、三線傳感器CCD：在三線傳感器中，三排并行的像素分別覆蓋 RGB濾鏡，當捕捉彩色圖片時，完整的彩色圖片由多排的像素來組合成。三線CCD傳感器多用于高端數(shù)碼相機，以產(chǎn)生高的分辨率和光譜色階。四、交織傳輸CCD：這種傳感器利用單獨的陣列攝取圖像和電量轉(zhuǎn)化，允許在拍攝下一圖像時在讀取當前圖像。交織傳輸CCD通常用于低端數(shù)碼相機、攝像機和拍攝動畫的播送拍攝機。五、全幅面CCD：此種CCD 具有更多電量處理能力，更好動態(tài)*圍，低噪音和傳輸光學(xué)分辨率，全幅面CCD 允許即時拍攝全彩圖片。全幅面 CCD由并行浮點存放器、串行浮點存放器和信號輸出放大器組

28、成。全幅面CCD 曝光是由機械快門或閘門控制去保存圖像，并行存放器用于測光和讀取測光值。圖像投攝到作投影幕的并行陣列上。此元件接收圖像信息并把它分成離散的由數(shù)目決定量化的元素。這些信息流就會由并行存放器流向串行存放器。此過程反復(fù)執(zhí)行，直到所有的信息傳輸完畢。接著，系統(tǒng)進展準確的圖像重組。數(shù)碼相機曝光的整個流程： 1機械快門翻開，CCD曝光 2在CCD內(nèi)部光信號轉(zhuǎn)為電信號 3快門關(guān)閉，阻塞光線。 4電量傳送到CCD輸出口轉(zhuǎn)化為信號。 5信號被數(shù)字化，數(shù)字資料輸入內(nèi)存。 6圖像資料被進展處理，顯示在LCD或電腦上。面陣數(shù)碼相機如何解決彩色圖像的曝光？ 1三塊CCD同時曝光的方法第一種方法是采取了三塊CCD 芯片同時曝光的方法，它可以在一次曝光拍攝的同時，捕捉到所有的彩色信息。當光線通過鏡頭射向CCD 外表的時候，由一個特制的棱鏡式分光鏡，將影像的成像光速成分射到三個不同的CCD平面。每一個CCD只記錄紅綠藍色光中一種色光的彩色信息，并且只再現(xiàn)一種色彩，然后通過軟件的對準處理，合成為一幅完整的全彩色畫面。由于人類的眼睛對于光譜綠色波段的光色最為敏感，有些數(shù)碼相機在安排濾色片的時候使用兩排綠濾色片來記錄綠光信息，而使用第三排紅色和藍色的馬賽克濾色片來分別記錄紅光和藍光的信息。由于紅色和藍色信息存在間隙，這里需要由計